CN113251686B - 一种快速除霜的风冷热泵空调及其控制方法 - Google Patents
一种快速除霜的风冷热泵空调及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种快速除霜的风冷热泵空调及其控制方法，包括冷媒循环回路，所述冷媒循环回路包括以下连接：压缩机的排气口连接油分的入口，其吸气口连接气分的出口；四通阀分别连接油分的出口、室内换热器的第一端、室外换热器的第一端和气分的入口；所述室外换热器的第二端经过外机电子膨胀阀和内机电子膨胀阀后与所述室内换热器的第二端相连；所述气分的入口依次经过喷液毛细管和喷液电磁阀后连接到所述外机电子膨胀阀与内机电子膨胀阀之间的管路上。本发明一方面可以达到快速除霜的效果，另一方面可提升舒适性及工艺性，使空调的制热季节能效比及全年性能系数，达到节能减排的效果，具有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调及控制方法，尤其是一种风冷热泵空调及控制方法，具体的说是一种快速除霜的风冷热泵空调及控制方法。
背景技术
通过四通阀换向逆循环除霜是风冷热泵空调机组的一种常用除霜控制方法。该方法通过四通阀换向，改变冷媒循环流向，由向室内散热变更为从室内吸收热量、向室外换热器放热，以此融化室外换热器结的霜，除霜的时候相当于室内在进行制冷。但是，该方法存在以下弊端：
①对于舒适性空调，除霜的时候相当于室内在进行制冷，除霜的时候若没有电加热补偿，会导致室内温度下降，影响用户热舒适度，除霜时间越长，影响越大。
②对于工艺性空调，为了抵消除霜时候对室内温度波动的影响，在除霜时会启用电加热做补偿，除霜时间越长，电加热耗能越多。
③不管是舒适性空调还是工艺性空调，除霜时间长，有效的制热时间比例降低，降低了机组制热能力、制热季节能效比HSPF及全年性能系数APF。
因此，需要对现有的空调设备及除霜控制方法进行优化，缩短除霜时间，以达到快速除霜的效果，提升舒适性空调的用户体验、降低工艺性空调的能耗、提升舒适性及工艺性空调的制热季节能效比及全年性能系数。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种快速除霜的风冷热泵空调及控制方法，它通过在除霜过程中增加喷液控制，增加系统的冷媒循环量，从而达到快速除霜的效果，提升舒适性空调的用户体验、降低工艺性空调的能耗、提升舒适性及工艺性空调的制热季节能效比及全年性能系数。
本发明的技术方案是：
一种快速除霜的风冷热泵空调，包括冷媒循环回路，所述冷媒循环回路包括以下连接：压缩机的排气口连接油分的入口，其吸气口连接气分的出口；四通阀分别连接所述油分的出口、室内换热器的第一端、室外换热器的第一端和气分的入口；所述室外换热器的第二端经过外机电子膨胀阀和内机电子膨胀阀后与所述室内换热器的第二端相连；所述气分的入口依次经过喷液毛细管和喷液电磁阀后连接到所述外机电子膨胀阀与内机电子膨胀阀之间的管路上。
进一步的，所述压缩机的排气管设有高压传感器；所述室外换热器设有外盘温度传感器；所述室外换热器旁边设有室外环境温度传感器；所述高压传感器、外盘温度传感器和室外环境温度传感器分别与控制器电性相连。
进一步的，所述四通阀和喷液电磁阀分别与所述控制器电性相连。
进一步的，所述室外换热器上设有室外风机。
一种快速除霜的风冷热泵空调的控制方法，包括以下步骤：
1）机组启动，运行制热模式，控制器开始计时；
2）通过所述排气温度传感器，用于检测压缩机排气温度；通过所述高压传感器，用于检测压缩机排气压力；通过所述外盘温度传感器，用于检测室外换热器盘管温度；通过所述室外环境温度传感器检测室外环境温度；
3）若满足除霜进入条件，转步骤4）；否则，转步骤1）；
4）压缩机按40rps运行；持续10s后，转下一步；
5）四通阀掉电，完成ON→OFF切换；
6）将内、外机电子膨胀阀均开至450步；同时，关闭室外风机；持续10s后，转下一步；
7）压缩机按除霜频率80rps运行，同时，喷液电磁阀得电；
8）若满足除霜退出条件，转步骤9），否则，转步骤7）：
9）喷液电磁阀关闭，压缩机按40rps运行；持续10s后，转下一步；
10）四通阀得电，完成OFF→ON切换；
11）内机电子膨胀阀保持开度450步，外机电子膨胀阀开至初始开度250步；同时，室外风机启动运行；持续10s后，转下一步；
12）压缩机根据实际能需进行升降频控制，除霜结束。
进一步的，所述步骤3）中，所述除霜进入条件为同时满足以下条件：
a. 室外环境温度＜T1；
b.外盘温度＜T2；
c. 室外环境温度-外盘温度＞T3；
d. 除霜间隔时间＞t1；
其中，所述T1、T2、T3和t1均为设定值；所述T1为10~15℃；所述T2为-5~0℃；所述T3为9~15K；所述t1为15~120min。
进一步的，所述步骤8）中，所述除霜退出条件为满足以下任一条件：
a. 除霜时间＞t2；
b. 外盘温度＞T4；
c. 排气温度＞T5；
d. 排气压力＞P1；
其中，所述t2、T4、T5和P1均为设定值；所述t2为5~15min；所述T4为9~15℃；所述T5为90~110℃；所述P1为20~35bar。
本发明的有益效果：
本发明设计合理，逻辑清晰，控制方便，且成本低廉，一方面可以达到快速除霜的效果，另一方面提升舒适性空调的用户体验、降低工艺性空调的能耗、提升舒适性及工艺性。同时，本发明可覆盖大部分的风冷热泵空调机组，具有广泛的应用价值，值得推广。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
其中，1-压缩机；2-油分；3-四通阀；4-室外换热器；5-室外风机；6-气分；7-喷液毛细管；8-喷液电磁阀；9-外机电子膨胀阀；10-室内换热器；11-内机电子膨胀阀；12-排气温度传感器；13-高压传感器；14-室外环境温度传感器；15-外盘温度传感器；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
一种快速除霜的风冷热泵空调，包括由压缩机、油分、四通阀、室外换热器、室内换热器和气分等构成的冷媒循环回路，具体包括以下连接：
所述压缩机的排气口连接所述油分的入口，其吸气口连接气分的出口。所述四通阀分别连接油分的出口、室内换热器的第一端、室外换热器的第一端和气分的入口。所述室外换热器的第二端经过外机电子膨胀阀和内机电子膨胀阀后与所述室内换热器的第二端相连。所述气分的入口依次经过喷液毛细管和喷液电磁阀后连接到所述外机电子膨胀阀与内机电子膨胀阀之间的管路上，可通过控制该喷液电磁阀的动作，实现快速除霜。所述室外换热器上设有室外风机，可提高换热效果。
所述压缩机的排气管设有高压传感器；所述室外换热器设有外盘温度传感器；所述室外换热器旁边设有室外环境温度传感器；所述高压传感器、外盘温度传感器和室外环境温度传感器分别与控制器电性相连，可将检测到的温度和压力信息及时传输给控制器。同时，所述四通阀和喷液电磁阀分别与所述控制器电性相连，可根据需要控制器动作。
本发明一种快速除霜的风冷热泵空调的控制方法，包括以下步骤：
1）机组启动，运行制热模式，控制器开始计时；
2）通过所述排气温度传感器，用于检测压缩机排气温度；通过所述高压传感器，用于检测压缩机排气压力；通过所述外盘温度传感器，用于检测室外换热器盘管温度；通过所述室外环境温度传感器检测室外环境温度；
3）当同时满足以下条件时，进入除霜，转步骤4）；否则，转步骤1）；
a. 室外环境温度＜T1；
b.外盘温度＜T2；
c. 室外环境温度-外盘温度＞T3；
d. 除霜间隔时间＞t1；
其中，所述T1、T2、T3和t1均为设定值；
4）压缩机按40rps运行；持续10s后，转下一步；
5）四通阀掉电，完成ON→OFF切换；
6）将内、外机电子膨胀阀均开至450步；同时，关闭室外风机；持续10s后，转下一步；
7）压缩机按除霜频率80rps运行，同时，喷液电磁阀得电；
8）当满足以下任一条件时，退出除霜，转步骤9）；否则，转步骤7）；
a. 除霜时间＞t2；
b. 外盘温度＞T4；
c. 排气温度＞T5；
d. 排气压力＞P1；
其中，所述t2、T4、T5和P1均为设定值；
9）喷液电磁阀关闭，压缩机按40rps运行；持续10s后，转下一步；
10）四通阀得电，完成OFF→ON切换；
11）内机电子膨胀阀保持开度450步，外机电子膨胀阀开至初始开度250步；同时，室外风机启动运行；持续10s后，转下一步；
12）压缩机根据实际能需进行升降频控制，除霜结束。
优选的，所述T1为10~15℃，默认为12℃；所述T2为-5~0℃，默认为-2℃；所述T3为9~15K，默认为11K；所述t1为15~120min，默认为30min。
所述t2为5~15min，默认为10min；所述T4为9~15℃，默认为12℃；所述T5为90~110℃，默认为95℃；所述P1为20~35bar，默认为30bar。
本发明一方面可以达到快速除霜的效果，另一方面可提升舒适性空调的用户体验，并可降低工艺性空调的能耗，提升舒适性及工艺性，使空调的制热季节能效比及全年性能系数达到节能减排的效果。同时，本发明的控制方法可覆盖大部分的风冷热泵空调机组，具有广泛的应用价值。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种快速除霜的风冷热泵空调，包括冷媒循环回路，其特征是，所述冷媒循环回路包括以下连接：压缩机的排气口连接油分的入口，其吸气口连接气分的出口；四通阀分别连接所述油分的出口、室内换热器的第一端、室外换热器的第一端和气分的入口；所述室外换热器的第二端经过外机电子膨胀阀和内机电子膨胀阀后与所述室内换热器的第二端相连；所述气分的入口依次经过喷液毛细管和喷液电磁阀后连接到所述外机电子膨胀阀与内机电子膨胀阀之间的管路上；所述喷液电磁阀与控制器电性相连，能够通过控制该喷液电磁阀的动作，实现快速除霜；
该快速除霜的风冷热泵空调的控制方法包括以下步骤：
1）机组启动，运行制热模式，控制器开始计时；
2）通过排气温度传感器，用于检测压缩机排气温度；通过高压传感器，用于检测压缩机排气压力；通过外盘温度传感器，用于检测室外换热器盘管温度；通过室外环境温度传感器检测室外环境温度；
3）若满足除霜进入条件，转步骤4）；否则，转步骤1）；
4）压缩机按40rps运行；持续10s后，转下一步；
5）四通阀掉电，完成ON→OFF切换；
6）将内、外机电子膨胀阀均开至450步；同时，关闭室外风机；持续10s后，转下一步；
7）压缩机按除霜频率80rps运行，同时，喷液电磁阀得电；
8）若满足除霜退出条件，转步骤9），否则，转步骤7）：
9）喷液电磁阀关闭，压缩机按40rps运行；持续10s后，转下一步；
10）四通阀得电，完成OFF→ON切换；
11）内机电子膨胀阀保持开度450步，外机电子膨胀阀开至初始开度250步；同时，室外风机启动运行；持续10s后，转下一步；
12）压缩机根据实际能需进行升降频控制，除霜结束。
2.根据权利要求1所述的快速除霜的风冷热泵空调，其特征是，所述压缩机的排气管设有高压传感器；所述室外换热器设有外盘温度传感器；所述室外换热器旁边设有室外环境温度传感器；所述高压传感器、外盘温度传感器和室外环境温度传感器分别与控制器电性相连。
3.根据权利要求1所述的快速除霜的风冷热泵空调，其特征是，所述四通阀与所述控制器电性相连。
4.根据权利要求1所述的快速除霜的风冷热泵空调，其特征是，所述室外换热器上设有室外风机。
5.根据权利要求1所述的快速除霜的风冷热泵空调，其特征是，所述步骤3）中，所述除霜进入条件为同时满足以下条件：
a. 室外环境温度＜T1；
b.外盘温度＜T2；
c. 室外环境温度-外盘温度＞T3；
d. 除霜间隔时间＞t1；
其中，所述T1、T2、T3和t1均为设定值；所述T1为10~15℃；所述T2为-5~0℃；所述T3为9~15K；所述t1为15~120min。
6.根据权利要求1所述的快速除霜的风冷热泵空调，其特征是，所述步骤8）中，所述除霜退出条件为满足以下任一条件：
a. 除霜时间＞t2；
b. 外盘温度＞T4；
c. 排气温度＞T5；
d. 排气压力＞P1；
其中，所述t2、T4、T5和P1均为设定值；所述t2为5~15min；所述T4为9~15℃；所述T5为90~110℃；所述P1为20~35bar。
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